高考物理一轮总复习鲁科课件：第四章实验五

实验五探究动能定理第四章功和功率能的转化与守恒知识要点归纳实验目的物体的动能与速度密切相关,而物体的速度变化与它的受力有关.物体在力的作用下发生一定位移,速度发生变化,因此我们要去探究功与速度变化的关系,进而探究动能定理.实验原理图4－5－1我们通过橡皮筋带动小车运动来探究对物体做的功与物体速度变化的关系.如图4－5－1所示,小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行.当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋拉的长度都保持一样,那么,第2次,第3次……实验中橡皮筋对小车做的功都是第一次的2倍、3倍……如果把第一次实验时橡皮筋的功记为W,以后各次的功就是2W、3W……由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他的方法测出.这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据.以橡皮筋对小车做功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,作出W­v曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系.实验器材打点计时器及纸带、交流电源、在适当的位置钉有两个铁钉的长木板、小车、相同的橡皮筋五六条、刻度尺、小木片.过程分析导引实验步骤1.按图4－5－1所示将实验仪器安装好.2.平衡摩擦力3.先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1＝W0,将这一组数据记入表格.4.用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2＝2W0,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格.5.用3条、4条……橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,填入表格.数据处理图4－5－22.实验数据记录橡皮筋所做的功位移x/m时间t/s速度v/(m·s－1)速度的平方v2/(m2·s－2)3.实验数据处理及分析：在坐标纸上画出W­v和W­v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位).如图4－5－3所示.

图4－5－3注意事项1.平衡摩擦力实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系,应设法排除摩擦力的影响,可采用将木板一端垫高的方法来实现,将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡,就能消除摩擦力的影响.2.纸带的数据处理打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀,应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度,因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形.3.不需要求出功的数值本实验是利用橡皮筋的多少来表示拉力做功的大小,但不需要求出做功的值,只要求每条橡皮筋做的功大小相等.4.如何通过图象处理数据我们无法直接由一些数据得出规律性的结论,故借助于图象分析,而最容易想的是W与v的关系,但得侧到的边图线示无法峰下结联论,故再刑做W­v2图线,进而塑得出载结论.5.实验骗中物默体的添初速季度为础零,所以括要保见证小早车由田静止茄放手.误差新分析1.误差向的主歌要来亩源之裤一是剖橡皮短筋的姐长度宾、粗胡细不紧一,使橡爸皮筋顽的拉互力与秃橡皮刷筋的茧条数喷不成钳正比.所以呼实验碍中应将尽量掉选用挂长度宜和规毕格完右全相比同的梁橡皮亦筋.2.平衡蹦摩擦魂力不控彻底咸或平剧衡过记度也耐会造脆成误球差.3.利用贱打上某点的指纸带召计算鉴小车竞的速咱度时,测量喝不准喝带来横的偶天然误迎差.4.作图隔象的台过程智中存偏在偶竞然误纸差.实验典例探究题型1基本确实验探原理角与操石作探究兵力对计原来具静止搞的物狡体做舱的功变与物然体获恒得的滴速度板的关辰系,实验麻装置林如图4－5－4所示,实验访主要日过程争如下渡：例1图4－5－4(1所)设法肌让橡序皮筋军对小洽车做法的功众分别赠为W、2W、3W、……熄;(2驶)分析角打点蛙计时石器打胸出的侧纸带,求出默小车卫的速舅度v1、v2、v3、……遗;A.本实摸验设右法让康橡皮子筋对该小车侵做的去功分婚别为W、2W、3W、……共.所采谁用的舍方法霜是选叫用同烦样的盆橡皮闸筋,并在竞每次讨实验钳中使玩橡皮间筋拉块伸的虑长度幸保持龟一致.当用1条橡送皮筋雀进行呜实验爬时,橡皮痒筋对监小车肯做的南功为W,用2条、3条、……橡皮倦筋并怎在一层起进逆行第2次、帐第3次、……实验阔时,橡皮演筋对漏小车胶做的历功分杜别是2W、3W、……选.B.小车司运动诵中会淹受到火阻力,补偿砌的方埋法,可以船使木扁板适裁当倾签斜.C.某同陈学在抽一次钥实验劲中,得到顾一条采记录风纸带.纸带会上打爆出的勾点,两端竖密、虚中间梢疏.出现芬这种秋情况改的原为因,可能神是没干有使妖木板撇倾斜惰或倾尚角太迈小.D.根据落记录嚷纸带要上打脾出的肥点,求小鸦车获植得的辉速度证的方祖法,是以股纸带底上第牛一点客到最考后一台点的切距离贯来进讲行计慌算.【解析】由于肠选用没同样孕的橡牧皮筋,并且首每次郑实验盖中橡制皮筋缠拉伸紧的长狗度相表同,因此黎每条棵橡皮捉筋对控小车馒做的其功都两相同,故A正确;小车哑在运病动中述受到戴阻力,采取酱平衡重摩擦绞力的密方法泽补偿,让木谣板固吐定在像有打价点计重时器鲜的一毯端适押当抬粒高,使重抬力的兵下滑古分力南与摩密擦力敏平衡,故B正确;纸带无上的世点两躲端密盟、中捕间疏,说明返小车圈先在苹橡皮针筋拉居力作昨用下祸加速,后在早阻力蹦作用沿下减暑速,故C正确;由于毒橡皮董筋松暑弛后,小车愤做匀宾速运巩动,此时血的速鞭度是解橡皮梦筋对答小车毁做功服后的袋最大纲速度,故求朱速度何应用巾匀速括的那蹲一段踢的数州据,而不脑应该四使用虽从第洽一点柜到最两后一咸点的陆数据侍来计括算,故D项错,A、B、C正确.【答案】D【规律坝总结】解决型基本剥实验瞎操作盏类问揪题的格方法坊是搞程清实读验原芦理,设计畅并动磨手完宣成实俘验,在实稼验过最程中驻体会适每一品个实绑验步槐骤的随应用富目的.题型2实验埋步骤满的数邻据处翁理(2剑01慈2·陕西扁宝鸡弄模拟)如图4－5－5甲所牲示是丈某研踢究性堡学习抢小组危一同汤学做吐探究“橡皮文筋做厌功和软物体聋速度浪变化牛的关忙系”的实经验,图中挑小车咏在一队条橡弯皮筋僻作用磁下弹迈出,沿木晨板滑哀行的绢情形.这时,橡皮母筋对年小车鹅做功假记为W.例2当用2条、3条、……、n条完半全相摔同的件橡皮渡筋并疾在一卫起进歌行第2次、毙第3次、……、第n次实规验时,每次年橡皮棋筋都倡被拉杠伸到凯同一昂位置应释放.小车提每次身实验顾中获允得的长速度浪可以胶由打竭点计椅时器幻玉所打怪的纸忧带测欧出,图乙词为某旱次实靠验中淋打出区的纸揉带.图4－5－5(1布)除了沸图中影已给川出的蔽实验膜器材堵和电统源外,还需蛙要的齿器材支有__赴__浊__岸__黑.(2呼)实验慎时为闪了使垦小车客只在迹橡皮哭筋作律用下仙运动,应采毛取的量措施垃是__激__影__泪__泡.(3清)每次决实验装得到闯的纸韵带上贝的点密分布乡丰并不扔都是洋均匀桌的,为了性测量俊小车岂最终芬获得晋的末周速度,应选普用纸志带的__自__柏__圾__部分石进行哀测量.(4榴)下面代是本士实验满的数在据记昼录及符数据阅处理指表.从理浮论上吼讲,橡皮有筋做稼的功Wn与物轻体获饺得的锯速度vn之间馅满足章的关皮系应扑是Wn∝_镇__捐__他__烈_,请你堡运用荣表中杏的数捞据在杀图4－5－6所示草的坐咳标系归中作办出相田应的罪图象,以验痕证理尚论的染正确榆性.图4－5－6【解析】(1心)刻度电尺叨要计胳算某叛点速雹度的夕大小,必须诵要测智量纸凶带上腾的计把数点碍间的灾距离,除了浴图中形已给俘出的嫩实验盒器材冬和电公源外,还需碑要的绸器材达是刻鉴度尺.(2仅)把木同板的殊左端桨垫起艺适当留的高衣度以配平衡花摩擦眼力股实验卫时为碍了使佩小车讽只在趣橡皮颗筋作抖用下帜运动,应采月取的赴措施腥是把缺放打织点计鹅时器抄一端覆的木爆板垫锅起适翠当的榆高度谨以平崖衡摩朵擦力.图4－5－7(3睛)相邻满两点房诚之间鸟距离门相等(或点傍分布眉均匀)小车然最终系做匀控速运模动,因此幼应选壶用相双邻两链计数爱点间监隔相难等的撒纸带.【答案】见解径析【规律努总结】W­v图象批为曲帐线,不便权于研饱究它吸们之介间的膀关系.为了汽更直惹观地秩探究W与速江度v的关令系,可以悉画出W­v2图象,这样跑可以充将曲响线转温化为慰直线,这也引是实宴验中香经常芦采用屠的处舌理数耻据的豆基本惨方法.从W­v2图象骨中,只能客半定辨量地帜判断W与v2(或物变体的迎动能)成正泡比,但不夫能定名量地暑判断牌合外钉力所注做的邪功与云动能茶的变获化之交间的腔关系.题型3创新种实验(2胡01骂2·宁德绑模拟)某同讲学用拼如图4－5－8所示乞的实博验装第置探洲究小挂车动毕能变基化与旨合外剥力对搭它所秀做功莲的关丙系.图中A为小祖车,连接蛋在小大车后启面的勺纸带气穿过旱打点躬计时僚器B的限耳位孔,它们暖均置撕于水吨平放铺置的泊一端袄带有缺定滑糟轮的齿足够塘长的坟木板纠上,C为弹婚簧测目力计,不计璃绳与润滑轮法的摩朝擦.例3实验计时,先接珠通电佛源再袍松开惨小车,打点质计时柄器在下纸带摆上打烘下一辱系列辜点.图4－5－8计数点s/cmΔv2/(m2·s－2)0//11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1959.200.23请以Δv2为纵校坐标,以s为横蚀坐标登在方漫格纸棒中作柄出Δv2－s图象.若测遣出小枕车质童量为0.速2典kg,结合蛾图象哥可求码得小